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JP2017005501A - Electronic circuit - Google Patents

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JP2017005501A
JP2017005501A JP2015117488A JP2015117488A JP2017005501A JP 2017005501 A JP2017005501 A JP 2017005501A JP 2015117488 A JP2015117488 A JP 2015117488A JP 2015117488 A JP2015117488 A JP 2015117488A JP 2017005501 A JP2017005501 A JP 2017005501A
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Abstract

【課題】実装面積を小さくする電子回路を提供する。【解決手段】入力端子Tinに接続された制御端子と、基準電位に接続された第1端子と、出力端子Toutに接続された第2端子と、を有するトランジスタ10と、一端が前記制御端子と入力端子との間のノードN2に、他端が基準電位に接続された第1キャパシタCgを有する第1フィルタ回路12と、一端が前記ノードに接続された第1抵抗Rgと、一端が第1抵抗の他端に他端が基準電位に接続された第2キャパシタCgoと、を有する。前記ノードと基準電位との間で第1フィルタ回路と並列に接続された第2フィルタ回路14と、一端が前記ノードに他端がバイアス端子Tvgに接続された第2抵抗Rb1と、一端が前記ノードに他端が基準電位に接続された第3抵抗Rb2と、を有する第3フィルタ回路16と、を具備する。【選択図】図2An electronic circuit for reducing a mounting area is provided. A transistor having a control terminal connected to an input terminal Tin, a first terminal connected to a reference potential, and a second terminal connected to an output terminal Tout, and having one end connected to the control terminal A first filter circuit 12 having a first capacitor Cg having the other end connected to a reference potential, a first resistor Rg having one end connected to the node, and a first end having a first end connected to a node N2 between the input terminal and the input terminal. And a second capacitor Cgo having the other end connected to a reference potential at the other end of the resistor. A second filter circuit 14 connected in parallel with the first filter circuit between the node and a reference potential; a second resistor Rb1 having one end connected to the node and the other end connected to a bias terminal Tvg; And a third filter circuit 16 having a third resistor Rb2 having the other end connected to the reference potential at the node. [Selection] Figure 2

Description

本発明は電子回路に関し、例えばトランジスタを備える電子回路に関する。   The present invention relates to an electronic circuit, for example, an electronic circuit including a transistor.

例えば通信分野では信号を増幅するパワーアンプや低雑音アンプが用いられる。これらの増幅回路においては、トランジスタの制御端子にバイアス回路および整合回路を設ける(例えば特許文献1)。これにより、増幅回路は、所望の増幅帯域の信号を増幅する。   For example, in the communication field, power amplifiers and low noise amplifiers that amplify signals are used. In these amplifier circuits, a bias circuit and a matching circuit are provided at the control terminal of the transistor (for example, Patent Document 1). Thereby, the amplifier circuit amplifies a signal in a desired amplification band.

特開平8−162859号公報JP-A-8-162859

増幅回路は、増幅帯域以外の帯域の信号を抑圧する。特に増幅帯域が高周波数帯域の場合、増幅回路が高周波数帯域より低い周波数の信号を抑圧する。これにより、低周波数帯域における増幅回路の安定性が向上する。増幅回路には、トランジスタの制御端子のバイアス電圧を外部から調整し、ゲイン等を調整することがある。しかし、制御端子のバイアス電圧を外部から調整し、かつ低周波数帯域において安定性を得ようとすると、例えば大きなキャパシタを用いることになる。これにより、実装面積が大きくなってしまう。   The amplifier circuit suppresses signals in a band other than the amplification band. In particular, when the amplification band is a high frequency band, the amplification circuit suppresses a signal having a frequency lower than that of the high frequency band. This improves the stability of the amplifier circuit in the low frequency band. In an amplifier circuit, a bias voltage at a control terminal of a transistor may be adjusted from the outside to adjust a gain or the like. However, when adjusting the bias voltage of the control terminal from the outside and obtaining stability in the low frequency band, for example, a large capacitor is used. This increases the mounting area.

本電子回路は、上記課題に鑑みなされたものであり、実装面積を小さくすることを目的とする。   The present electronic circuit has been made in view of the above-described problems, and aims to reduce the mounting area.

本発明の一実施形態に係る電子回路は、入力端子に接続された制御端子と、基準電位に接続された第1端子と、出力端子に接続された第2端子と、を有するトランジスタと、一端が前記制御端子と前記入力端子との間のノードに他端が基準電位に接続された第1キャパシタを有する第1フィルタ回路と、一端が前記ノードに接続された第1抵抗と、一端が前記第1抵抗の他端に他端が基準電位に接続された第2キャパシタと、を有し、前記ノードと前記基準電位との間で前記第1フィルタ回路と並列に接続された第2フィルタ回路と、一端が前記ノードに他端がバイアス端子に接続された第2抵抗と、一端が前記ノードに他端が基準電位に接続された第3抵抗と、を有する第3フィルタ回路と、を具備する。   An electronic circuit according to an embodiment of the present invention includes a transistor having a control terminal connected to an input terminal, a first terminal connected to a reference potential, and a second terminal connected to an output terminal, and one end A first filter circuit having a first capacitor with the other end connected to a reference potential at a node between the control terminal and the input terminal, a first resistor having one end connected to the node, and one end connected to the node A second capacitor having a second capacitor connected to a reference potential at the other end of the first resistor, and connected in parallel with the first filter circuit between the node and the reference potential And a third filter circuit having a second resistor having one end connected to the node and the other end connected to a bias terminal, and a third resistor having one end connected to the node and the other end connected to a reference potential. To do.

本電子回路によれば、実装面積を小さくすることができる。   According to this electronic circuit, the mounting area can be reduced.

図1は、比較例1に係る電子回路の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an electronic circuit according to Comparative Example 1. 図2は、実施例1に係る電子回路の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of the electronic circuit according to the first embodiment. 図3は、実施例2に係る電子回路の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of an electronic circuit according to the second embodiment.

[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明は、入力端子に接続された制御端子と、基準電位に接続された第1端子と、出力端子に接続された第2端子と、を有するトランジスタと、一端が前記制御端子と前記入力端子との間のノードに他端が基準電位に接続された第1キャパシタを有する第1フィルタ回路と、一端が前記ノードに接続された第1抵抗と、一端が前記第1抵抗の他端に他端が基準電位に接続された第2キャパシタと、を有し、前記ノードと前記基準電位との間で前記第1フィルタ回路と並列に接続された第2フィルタ回路と、一端が前記ノードに他端がバイアス端子に接続された第2抵抗と、一端が前記ノードに他端が基準電位に接続された第3抵抗と、を有する第3フィルタ回路と、を具備する電子回路である。第2抵抗および第3抵抗を有する第3フィルタが低周波数信号を抑圧する。これにより、バイアス端子と基準電位との間に大きなキャパシタを用いなくてもよい。このため、実装面積を小さくでき、かつバイアス端子に入力される信号の帯域を広くできる。
[Description of Embodiment of Present Invention]
First, the contents of the embodiments of the present invention will be listed and described.
The present invention includes a transistor having a control terminal connected to an input terminal, a first terminal connected to a reference potential, and a second terminal connected to an output terminal, and one end of the control terminal and the input terminal. A first filter circuit having a first capacitor whose other end is connected to a reference potential at a node between the first resistor, a first resistor having one end connected to the node, and one end being the other end of the first resistor. A second capacitor having an end connected to a reference potential, a second filter circuit connected in parallel with the first filter circuit between the node and the reference potential, and one end connected to the node And a third filter circuit having a second resistor having an end connected to a bias terminal and a third resistor having one end connected to the node and the other end connected to a reference potential. A third filter having a second resistor and a third resistor suppresses the low frequency signal. This eliminates the need for using a large capacitor between the bias terminal and the reference potential. For this reason, the mounting area can be reduced, and the band of the signal input to the bias terminal can be widened.

高周波数帯域における前記第1フィルタ回路のインピーダンスは、前記高周波数帯域における前記第2フィルタ回路および前記第3フィルタ回路のインピーダンスより低く、前記高周波数帯域より周波数が低い低周波数帯域における前記第3フィルタ回路のインピーダンスは、前記低周波数帯域における前記第1フィルタ回路および前記第2フィルタ回路のインピーダンスより低く、前記高周波数帯域より周波数が低く前記低周波数帯域より周波数が高い中間周波数帯域における前記第2フィルタ回路のインピーダンスは、前記中間周波数帯域における前記第1フィルタ回路および前記第3フィルタ回路のインピーダンスより低いことが好ましい。これにより、第1フィルタ回路は、高周波数帯域において入力端子と制御端子とのインピーダンスを整合させる整合回路として機能する。第2フィルタ回路は入力端子に入力した中間周波数信号を基準電位に除去する整合回路として機能する。第3フィルタ回路は、入力端子に入力した低周波数信号を基準電位に除去する整合回路として機能する。よって、電子回路の安定性を向上できる。   The impedance of the first filter circuit in the high frequency band is lower than the impedance of the second filter circuit and the third filter circuit in the high frequency band, and the third filter in the low frequency band whose frequency is lower than the high frequency band. The impedance of the circuit is lower than the impedance of the first filter circuit and the second filter circuit in the low frequency band, and the second filter in the intermediate frequency band having a frequency lower than the high frequency band and higher than the low frequency band. The impedance of the circuit is preferably lower than the impedances of the first filter circuit and the third filter circuit in the intermediate frequency band. Thus, the first filter circuit functions as a matching circuit that matches the impedances of the input terminal and the control terminal in the high frequency band. The second filter circuit functions as a matching circuit that removes the intermediate frequency signal input to the input terminal to the reference potential. The third filter circuit functions as a matching circuit that removes the low-frequency signal input to the input terminal to the reference potential. Therefore, the stability of the electronic circuit can be improved.

一端が前記ノードに接続され、他端が前記第1キャパシタの一端と前記第1抵抗の一端とに共通に接続された分布定数線路を具備することが好ましい。これにより、第1フィルタ回路と分布定数線路とにより、高周波数帯域において、入力端子と制御端子とのインピーダンスを整合させることができる。   It is preferable that a distributed constant line having one end connected to the node and the other end connected in common to one end of the first capacitor and one end of the first resistor is provided. Thereby, the impedance of the input terminal and the control terminal can be matched in the high frequency band by the first filter circuit and the distributed constant line.

前記トランジスタはFETであり、前記第1端子はソースであり、前記第2端子はドレインであり、前記制御端子はゲートであることが好ましい。これにより、FETを有する増幅回路の実装面積を削減できる。   Preferably, the transistor is an FET, the first terminal is a source, the second terminal is a drain, and the control terminal is a gate. Thereby, the mounting area of the amplifier circuit having the FET can be reduced.

[比較例1]
FETのゲートバイアス電圧を外部から調整可能な増幅回路を比較例1として説明する。ゲートバイアス電圧を調整することで増幅回路のゲインを制御できる。例えば準ミリ波帯域またはミリ波帯域のように20GHz以上の信号を増幅する高周波増幅回路では、増幅帯域である高周波数帯域より周波数の低い帯域における安定性が問題となる。
[Comparative Example 1]
An amplifier circuit that can adjust the gate bias voltage of the FET from the outside will be described as a first comparative example. The gain of the amplifier circuit can be controlled by adjusting the gate bias voltage. For example, in a high-frequency amplifier circuit that amplifies a signal of 20 GHz or more such as a quasi-millimeter wave band or a millimeter wave band, stability in a frequency band lower than a high frequency band that is an amplification band becomes a problem.

図1は、比較例1に係る電子回路の回路図である。図1に示すように、電子回路110は、FET10を有する増幅回路である。FET10のソースは分布定数線路Lsを介しグランドに電気的に接続されている。ゲートは入力端子Tinに電気的に接続されている。ドレインは分布定数線路Ldを介し出力端子Toutに電気的に接続されている。分布定数線路LsおよびLdは、それぞれFET10のソースおよびドレインの整合回路である。   FIG. 1 is a circuit diagram of an electronic circuit according to Comparative Example 1. As shown in FIG. 1, the electronic circuit 110 is an amplifier circuit having an FET 10. The source of the FET 10 is electrically connected to the ground via the distributed constant line Ls. The gate is electrically connected to the input terminal Tin. The drain is electrically connected to the output terminal Tout via the distributed constant line Ld. The distributed constant lines Ls and Ld are matching circuits for the source and drain of the FET 10, respectively.

FET10のゲートと入力端子Tinとの間のノードN2は、分布定数線路LgおよびキャパシタCgを直列に介しグランドに電気的に接続されている。分布定数線路LgとキャパシタCgとの間のノードN3は抵抗RgおよびRoを介しバイアス端子Tvgに電気的に接続されている。抵抗RgとRoとの間のノードとグランドとの間にキャパシタCg1、Cg2およびCg3がそれぞれ並列に接続されている。入力端子TinとノードN2との間にはキャパシタC1が直列に接続されている。キャパシタC1は主にDCカットキャパシタとして機能する。   A node N2 between the gate of the FET 10 and the input terminal Tin is electrically connected to the ground via the distributed constant line Lg and the capacitor Cg in series. A node N3 between the distributed constant line Lg and the capacitor Cg is electrically connected to the bias terminal Tvg through resistors Rg and Ro. Capacitors Cg1, Cg2, and Cg3 are respectively connected in parallel between the node between the resistors Rg and Ro and the ground. A capacitor C1 is connected in series between the input terminal Tin and the node N2. The capacitor C1 mainly functions as a DC cut capacitor.

電子回路110は、入力端子Tinに入力した高周波数信号を増幅して出力端子Toutから出力する。バイアス端子Tvgにバイアス電圧Vgを印加する。これにより、FET10のゲートに印加されるゲートバイアス電圧を制御できる。   The electronic circuit 110 amplifies the high frequency signal input to the input terminal Tin and outputs it from the output terminal Tout. A bias voltage Vg is applied to the bias terminal Tvg. Thereby, the gate bias voltage applied to the gate of the FET 10 can be controlled.

キャパシタCgは矢印22のように入力端子Tinに入力した高周波数信号を通過させる。これにより、分布定数線路LgとキャパシタCgとは高周波数信号に対し整合回路として機能する。よって、増幅回路は高周波数帯域(例えば50GHz以上)において安定に増幅動作できる。   The capacitor Cg passes the high frequency signal input to the input terminal Tin as indicated by the arrow 22. Thereby, the distributed constant line Lg and the capacitor Cg function as a matching circuit for the high frequency signal. Therefore, the amplifier circuit can stably perform an amplification operation in a high frequency band (for example, 50 GHz or more).

バイアス端子Tvgに印加された電圧Vgは抵抗RoおよびRgを介しFET10のゲートにゲートバイアス電圧として供給される。高周波数帯域より低い周波数(例えば50GHz未満)の信号ではキャパシタCgはオープンである。そこで、キャパシタCg1からCg3を設ける。Cg1からCg3は、矢印28のように高周波数帯域より低い周波数の信号を通過させる。これにより、入力端子Tinから入力された低い周波数の信号をグランドに除去できる。よって、増幅回路は高周波数帯域より低い周波数帯域(例えば50GHz未満)を抑圧する。これにより、増幅回路は低い周波数帯域において安定に動作できる。   The voltage Vg applied to the bias terminal Tvg is supplied as a gate bias voltage to the gate of the FET 10 via the resistors Ro and Rg. The capacitor Cg is open for signals having a frequency lower than the high frequency band (for example, less than 50 GHz). Therefore, capacitors Cg1 to Cg3 are provided. Cg1 to Cg3 pass a signal having a frequency lower than the high frequency band as indicated by an arrow 28. Thereby, the low frequency signal inputted from the input terminal Tin can be removed to the ground. Therefore, the amplifier circuit suppresses a frequency band lower than the high frequency band (for example, less than 50 GHz). Thereby, the amplifier circuit can operate stably in a low frequency band.

しかしながら、キャパシタCg1からCg3がDC(Direct Current)近くから例えば50GHzまでの信号に対し機能するためには、キャパシタCg1からCg3としてそれぞれ10pF、100pFおよび0.1μFを用いる。このように大きなキャパシタは外付けとなる。   However, in order for the capacitors Cg1 to Cg3 to function for signals from near DC (Direct Current) to, for example, 50 GHz, 10 pF, 100 pF, and 0.1 μF are used as the capacitors Cg1 to Cg3, respectively. Such a large capacitor is externally attached.

また、ゲートバイアス電圧の帯域は抵抗RgとキャパシタCgまたはFET10のソースゲートキャパシタンスCgsとの時定数により制限される。さらに、ゲートバイアス電圧の帯域は抵抗RoとキャパシタCg1からCg3のトータルキャパシタンスCtotalにより制限される。例えば、有効なゲートバイアス電圧の帯域はf=Vg1/(2π・Ro・Ctotal)以下となる。 The band of the gate bias voltage is limited by the time constant between the resistor Rg and the capacitor Cg or the source gate capacitance Cgs of the FET 10. Furthermore, the band of the gate bias voltage is limited by the resistor Ro and the total capacitance C total of the capacitors Cg1 to Cg3. For example, the effective gate bias voltage band is equal to or less than f = Vg1 / (2π · Ro · C total ).

このように、比較例1では、大きなキャパシタを用いる。これにより実装面積が大きくなる。またゲートバイアス電圧の帯域が大きなキャパシタにより制限される。   Thus, in Comparative Example 1, a large capacitor is used. This increases the mounting area. The band of the gate bias voltage is limited by a large capacitor.

図2は、実施例1に係る電子回路の回路図である。図2に示すように、電子回路100は、FET10およびフィルタ回路12、14および16を備える。入力端子TinとノードN2との間にはキャパシタC1が直列に接続されている。フィルタ回路12(第1フィルタ)はキャパシタCg(第1キャパシタ)を有する。キャパシタCgの一端は分布定数線路Lgを介しノードN2に他端はグランド(基準電位)に接続されている。フィルタ回路14(第2フィルタ回路)は抵抗Rg(第1抵抗)およびキャパシタCgo(第2キャパシタ)を有している。抵抗Rgの一端は分布定数線路Lgを介しノードN2に接続されている。キャパシタCgoの一端は抵抗Rgの他端に他端はグランドに接続されている。分布定数線路Lgの一端はノードN2に他端はノードN3に接続されている。フィルタ回路16(第3フィルタ回路)は抵抗Rb1(第2抵抗)およびRb2(第3抵抗)を有する。抵抗Rb1の一端はノードN1に他端はバイアス端子Tvgに接続されている。抵抗Rb2の一端はノードN1に他端はグランドに接続されている。   FIG. 2 is a circuit diagram of the electronic circuit according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the electronic circuit 100 includes an FET 10 and filter circuits 12, 14 and 16. A capacitor C1 is connected in series between the input terminal Tin and the node N2. The filter circuit 12 (first filter) has a capacitor Cg (first capacitor). One end of the capacitor Cg is connected to the node N2 via the distributed constant line Lg, and the other end is connected to the ground (reference potential). The filter circuit 14 (second filter circuit) has a resistor Rg (first resistor) and a capacitor Cgo (second capacitor). One end of the resistor Rg is connected to the node N2 via the distributed constant line Lg. One end of the capacitor Cgo is connected to the other end of the resistor Rg, and the other end is connected to the ground. One end of the distributed constant line Lg is connected to the node N2, and the other end is connected to the node N3. The filter circuit 16 (third filter circuit) has resistors Rb1 (second resistor) and Rb2 (third resistor). One end of the resistor Rb1 is connected to the node N1, and the other end is connected to the bias terminal Tvg. One end of the resistor Rb2 is connected to the node N1, and the other end is connected to the ground.

電子回路の増幅帯域を高周波数帯域とする。低周波数帯域を高周波数帯域より周波数の低い帯域とする。中間周波数帯域を高周波数帯域より周波数が低く低周波数帯域より周波数が高い帯域とする。高周波数帯域、中間周波数帯域および低周波数帯域内の信号をそれぞれ高周波数信号、中間周波数信号および低周波数信号とする。高周波数帯域は例えば50GHz以上である。中間周波数帯域は例えば1GHz以上かつ50GHz未満である。低周波数帯域は例えば1GHz未満である。高周波数帯域、中間周波数帯域および低周波数帯域は、上記の例以外に任意に設定できる。   The amplification band of the electronic circuit is a high frequency band. The low frequency band is a frequency band lower than the high frequency band. The intermediate frequency band is a band that is lower in frequency than the high frequency band and higher in frequency than the low frequency band. Signals in the high frequency band, the intermediate frequency band, and the low frequency band are referred to as a high frequency signal, an intermediate frequency signal, and a low frequency signal, respectively. The high frequency band is, for example, 50 GHz or more. The intermediate frequency band is, for example, 1 GHz or more and less than 50 GHz. The low frequency band is, for example, less than 1 GHz. The high frequency band, the intermediate frequency band, and the low frequency band can be arbitrarily set in addition to the above example.

フィルタ回路12は、矢印22のように入力端子Tinから入力した信号のうち高周波数信号を最もグランドに通過させる。フィルタ回路14は、矢印24のように入力端子Tinから入力した信号のうち中間周波数信号を最もグランドに通過させる。フィルタ回路16は、矢印26のように入力端子Tinから入力した信号のうち低周波数信号を最もグランドに通過させる。   The filter circuit 12 passes the high-frequency signal most to the ground among the signals input from the input terminal Tin as indicated by the arrow 22. The filter circuit 14 passes the intermediate frequency signal to the ground most among the signals input from the input terminal Tin as indicated by an arrow 24. The filter circuit 16 passes the low-frequency signal among the signals input from the input terminal Tin as indicated by an arrow 26 to the ground.

まず、フィルタ回路16がバイアス回路として機能することを説明する。バイアス端子Tvgに電圧Vgが印加されると、バイアス端子Tvgからグランドに矢印20のように電流が流れる。ゲートバイアス電圧として、抵抗Rb1とRb2とで分割された電圧がFET10のゲートに印加される。これにより、入力端子Tinが無負荷になった場合にもゲートバイアス電圧が高くなることを抑制できる。このように、抵抗Rb1およびRb2はブリーダ抵抗として機能する。抵抗Rb1およびRb2は任意に設定できるが、低周波数において安定とするため、抵抗R12とRb2との並列抵抗は小さいことが好ましい。例えば抵抗Rb1とRb2は数kΩ以下が好ましい。   First, it will be described that the filter circuit 16 functions as a bias circuit. When the voltage Vg is applied to the bias terminal Tvg, a current flows from the bias terminal Tvg to the ground as indicated by an arrow 20. A voltage divided by the resistors Rb1 and Rb2 is applied to the gate of the FET 10 as a gate bias voltage. Thereby, even when the input terminal Tin becomes unloaded, it can be suppressed that the gate bias voltage becomes high. Thus, the resistors Rb1 and Rb2 function as bleeder resistors. Although resistance Rb1 and Rb2 can be set arbitrarily, in order to make it stable at a low frequency, it is preferable that the parallel resistance of resistance R12 and Rb2 is small. For example, the resistances Rb1 and Rb2 are preferably several kΩ or less.

次に、フィルタ回路12、14および16が整合回路として機能することを説明する。以下の説明では、Rg、Rb1およびRb2の抵抗値をそれぞれRg、Rb1およびRb2とし、キャパシタCgおよびCgoのキャパシタンスをCgおよびCgoとする。信号の周波数をfとする。このとき、フィルタ回路12のインピーダンスZ12は1/(2π・f・Cg)である。フィルタ回路14のインピーダンスZ14はRg+1/(2π・f・Cgo)である。フィルタ回路16のインピーダンスZ16のインピーダンスはRb1またはRb2程度である。   Next, it will be described that the filter circuits 12, 14, and 16 function as matching circuits. In the following description, the resistance values of Rg, Rb1, and Rb2 are Rg, Rb1, and Rb2, respectively, and the capacitances of capacitors Cg and Cgo are Cg and Cgo. Let f be the frequency of the signal. At this time, the impedance Z12 of the filter circuit 12 is 1 / (2π · f · Cg). The impedance Z14 of the filter circuit 14 is Rg + 1 / (2π · f · Cgo). The impedance Z16 of the filter circuit 16 is about Rb1 or Rb2.

フィルタ回路12と分布定数線路Lgとは、高周波数帯域においてノードN2からFET10のゲートをみたインピーダンスとノードN2から入力端子Tinをみたインピーダンスを整合させる。これにより、高周波数帯域において、所望の増幅特性を得ることができる。フィルタ回路14および16は、それぞれ入力端子Tinに入力した信号のうち中間周波数信号および低周波数信号をグランドに通過させる。これにより、高周波数帯域より低い帯域(中間周波数帯域および低周波数帯域)で増幅回路が不安定になることを抑制する。   The filter circuit 12 and the distributed constant line Lg match the impedance of the gate of the FET 10 viewed from the node N2 and the impedance of the input terminal Tin viewed from the node N2 in the high frequency band. Thereby, a desired amplification characteristic can be obtained in a high frequency band. The filter circuits 14 and 16 respectively pass the intermediate frequency signal and the low frequency signal among the signals input to the input terminal Tin to the ground. This suppresses the amplifier circuit from becoming unstable in bands lower than the high frequency band (intermediate frequency band and low frequency band).

高周波数帯域において、各フィルタ回路12、14および16のインピーダンスの関係がZ16>>Z14>Z12となるようにする。これにより、入力端子Tinから入力した高周波数信号に対しては主にインピーダンスZ12が主に見える。これにより、分布定数線路ZgとキャパシタCgとにより、高周波数信号に対してFET10への入力インピーダンスを整合させることができる。   In the high frequency band, the relationship between the impedances of the filter circuits 12, 14, and 16 is set to satisfy Z16 >> Z14> Z12. As a result, the impedance Z12 is mainly visible for the high-frequency signal input from the input terminal Tin. Thereby, the input impedance to the FET 10 can be matched to the high frequency signal by the distributed constant line Zg and the capacitor Cg.

低周波数帯域において、インピーダンスの関係がZ12、Z14>>Z16となる。これにより、入力端子Tinから入力した低周波数信号には抵抗Rb1とRb2との並列抵抗が主に見える。入力端子Tinに入力した低周波数信号は抵抗Rb1とRb2の並列回路で低周波数信号を除去する。これにより、抵抗Rb1またはRb2は低周波数信号に対する安定化回路として機能する。   In the low frequency band, the impedance relationship is Z12, Z14 >> Z16. Thereby, the parallel resistance of the resistors Rb1 and Rb2 is mainly seen in the low frequency signal input from the input terminal Tin. The low frequency signal input to the input terminal Tin is removed by the parallel circuit of the resistors Rb1 and Rb2. Thereby, the resistor Rb1 or Rb2 functions as a stabilization circuit for the low frequency signal.

中間周波数帯域において、インピーダンスの関係がZ16>>Z12>Z14となる。これにより、入力端子Tinから入力した中間周波数信号にはインピーダンスZ14が主に見える。これにより、入力端子Tinに入力した中間周波数信号が除去され、増幅回路が安定化する。抵抗Rgは例えば10から100Ωとする。   In the intermediate frequency band, the impedance relationship is Z16 >> Z12> Z14. Thereby, the impedance Z14 is mainly visible in the intermediate frequency signal input from the input terminal Tin. Thereby, the intermediate frequency signal input to the input terminal Tin is removed, and the amplifier circuit is stabilized. The resistance Rg is, for example, 10 to 100Ω.

実施例1によれば、フィルタ回路16は入力端子Tinから入力した低周波数信号を除去する制御回路の機能とゲートにゲートバイアス電圧を印加するバイアス回路の機能とを有する。これにより、実装面積を削減できる。また、フィルタ回路16は抵抗Rb1と抵抗Rb2とを用い低周波数信号を除去する。さらに、フィルタ回路12で除去できない中間周波数信号を除去するため、フィルタ回路14を設ける。フィルタ回路14は低周波数信号を除去しなくともよいため、キャパシタCgoを小さくできる。   According to the first embodiment, the filter circuit 16 has a function of a control circuit that removes a low frequency signal input from the input terminal Tin and a function of a bias circuit that applies a gate bias voltage to the gate. Thereby, a mounting area can be reduced. The filter circuit 16 removes the low-frequency signal using the resistors Rb1 and Rb2. Further, a filter circuit 14 is provided to remove intermediate frequency signals that cannot be removed by the filter circuit 12. Since the filter circuit 14 does not need to remove the low-frequency signal, the capacitor Cgo can be reduced.

このように、高周波数帯域より周波数の低い帯域を低周波数帯域と中間周波数帯域とに分けて考える。入力端子Tinから入力した低周波数信号をキャパシタを用いないフィルタ回路16で除去する。フィルタ回路16で除去できない中間周波数信号をキャパシタCgoを有するフィルタ回路14で除去する。これにより、比較例1のような大きなキャパシタCg1からCg3が不要となる。よって、実装面積が抑制できる。また、大きなキャパシタCg1からCg3に起因したゲートバイアス電圧の帯域の制限を抑制できる。   In this way, a band having a frequency lower than that of the high frequency band is divided into a low frequency band and an intermediate frequency band. The low frequency signal input from the input terminal Tin is removed by the filter circuit 16 that does not use a capacitor. The intermediate frequency signal that cannot be removed by the filter circuit 16 is removed by the filter circuit 14 having the capacitor Cgo. Thereby, the large capacitors Cg1 to Cg3 as in the first comparative example are not required. Therefore, the mounting area can be suppressed. Further, the limitation of the band of the gate bias voltage caused by the large capacitors Cg1 to Cg3 can be suppressed.

フィルタ回路12、14および16を上記のように機能させるためには、フィルタ回路12、14および16におけるノードN1またはN2とグランドとの間のインピーダンスを以下の関係とすることが好ましい。高周波数帯域におけるフィルタ回路12のインピーダンスZ12は、フィルタ回路14および16のインピーダンスZ14およびZ16より低い。低周波数帯域におけるフィルタ回路16のインピーダンスZ16は、フィルタ回路12および14のインピーダンスZ12およびZ14より低い。中間周波数帯域におけるフィルタ回路14のインピーダンスZ14は、フィルタ回路12および16のインピーダンスZ12およびZ16より低い。   In order for the filter circuits 12, 14 and 16 to function as described above, it is preferable that the impedance between the node N1 or N2 and the ground in the filter circuits 12, 14 and 16 has the following relationship. The impedance Z12 of the filter circuit 12 in the high frequency band is lower than the impedances Z14 and Z16 of the filter circuits 14 and 16. The impedance Z16 of the filter circuit 16 in the low frequency band is lower than the impedances Z12 and Z14 of the filter circuits 12 and 14. The impedance Z14 of the filter circuit 14 in the intermediate frequency band is lower than the impedances Z12 and Z16 of the filter circuits 12 and 16.

さらに、高周波数帯域において、フィルタ回路12を整合回路として機能させるため、分布定数線路Lgが設けられていることが好ましい。ノードN1とN2は共通に設けられていてもよいし、ノードN1とN2との間に線路が形成されていてもよい。   Furthermore, in order to make the filter circuit 12 function as a matching circuit in the high frequency band, it is preferable that a distributed constant line Lg is provided. The nodes N1 and N2 may be provided in common, or a line may be formed between the nodes N1 and N2.

実施例2は実施例1の具体例である。図3は、実施例2に係る電子回路の回路図である。図3に示すように、電子回路102において、入力端子TinとノードN2との間にキャパシタC1および分布定数線路L1が直列に接続されている。分布定数線路Ldと出力端子Toutとの間に分布定数線路L2、L3およびキャパシタC3が直列に接続されている。分布定数線路LdとL2との間のノードとグランドとの間に分布定数線路L4とキャパシタC2が直列に接続されている。分布定数線路L4とキャパシタC2との間のノードにドレインバイアス端子Tvdが接続されている。分布定数線路L2とL3との間のノードに分布定数線路L5がオープンスタブとして接続されている。   The second embodiment is a specific example of the first embodiment. FIG. 3 is a circuit diagram of an electronic circuit according to the second embodiment. As shown in FIG. 3, in the electronic circuit 102, the capacitor C1 and the distributed constant line L1 are connected in series between the input terminal Tin and the node N2. Distributed constant lines L2, L3 and a capacitor C3 are connected in series between the distributed constant line Ld and the output terminal Tout. A distributed constant line L4 and a capacitor C2 are connected in series between a node between the distributed constant lines Ld and L2 and the ground. A drain bias terminal Tvd is connected to a node between the distributed constant line L4 and the capacitor C2. A distributed constant line L5 is connected as an open stub to a node between the distributed constant lines L2 and L3.

キャパシタC1からC3は主にDCカットキャパシタとして機能する。分布定数線路L1は分布定数線路LgおよびキャパシタCgとともにゲート整合回路として機能する。分布定数線路L2からL5は分布定数線路Ldとともにドレイン整合回路として機能する。分布定数線路L4は高周波信号を遮断するチョークとしても機能する。   Capacitors C1 to C3 mainly function as DC cut capacitors. The distributed constant line L1 functions as a gate matching circuit together with the distributed constant line Lg and the capacitor Cg. The distributed constant lines L2 to L5 function as a drain matching circuit together with the distributed constant line Ld. The distributed constant line L4 also functions as a choke that blocks high-frequency signals.

表1は、実施例2に用いられる分布定数線路の線路長、キャパシタの容量値、抵抗の抵抗値、トランジスタのフィンガー幅、フィンガー数の例を示す。分布定数線路は特性インピーダンスを50Ωとしている。FTE10はAlGaAsとInGaAsを用いたHEMT(High Electron Mobility Transistor)である。FET10のゲート長は0.1μmである。ゲート幅が50μmのフィンガーを6本用いている。

Figure 2017005501
Table 1 shows examples of the line length of the distributed constant line used in the second embodiment, the capacitance value of the capacitor, the resistance value of the resistor, the finger width of the transistor, and the number of fingers. The distributed constant line has a characteristic impedance of 50Ω. The FTE 10 is a HEMT (High Electron Mobility Transistor) using AlGaAs and InGaAs. The gate length of the FET 10 is 0.1 μm. Six fingers with a gate width of 50 μm are used.
Figure 2017005501

実施例2によれば、57GHzから66GHzを増幅帯域とし、ゲートバイアス電圧を外部から制御可能で、かつ安定な増幅回路を提供できる。フィルタ回路12は、57GHz以上かつ66GHz以下の高周波数信号に対し、インピーダンス整合のための整合回路として機能する。フィルタ回路14は、入力端子Tinに入力した1GHz以上かつ50GHz未満の中間周波数信号を除去する。フィルタ回路16は、入力端子Tinの入力した1GHz未満の低周波数信号を除去する。   According to the second embodiment, it is possible to provide a stable amplifier circuit in which 57 GHz to 66 GHz is set as an amplification band, and the gate bias voltage can be controlled from the outside. The filter circuit 12 functions as a matching circuit for impedance matching for high frequency signals of 57 GHz or more and 66 GHz or less. The filter circuit 14 removes an intermediate frequency signal of 1 GHz or more and less than 50 GHz input to the input terminal Tin. The filter circuit 16 removes a low frequency signal of less than 1 GHz input from the input terminal Tin.

実施例1および2において、トランジスタとしてFET、第1端子としてソース、第2端子としてドレイン、および制御端子としてゲートを例に説明したが、トランジスタはバイポーラトランジスタであり、第1端子はエミッタ、第2端子はコレクタ、および制御端子はベースでもよい。   In the first and second embodiments, the description has been given by taking the FET as the transistor, the source as the first terminal, the drain as the second terminal, and the gate as the control terminal, but the transistor is a bipolar transistor, the first terminal is the emitter, The terminal may be a collector and the control terminal may be a base.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

10 FET
12−16 フィルタ回路
20−28 矢印
10 FET
12-16 Filter circuit 20-28 Arrow

Claims (4)

入力端子に接続された制御端子と、基準電位に接続された第1端子と、出力端子に接続された第2端子と、を有するトランジスタと、
一端が前記制御端子と前記入力端子との間のノードに他端が基準電位に接続された第1キャパシタを有する第1フィルタ回路と、
一端が前記ノードに接続された第1抵抗と、一端が前記第1抵抗の他端に他端が基準電位に接続された第2キャパシタと、を有し、前記ノードと前記基準電位との間で前記第1フィルタ回路と並列に接続された第2フィルタ回路と、
一端が前記ノードに他端がバイアス端子に接続された第2抵抗と、一端が前記ノードに他端が基準電位に接続された第3抵抗と、を有する第3フィルタ回路と、
を具備する電子回路。
A transistor having a control terminal connected to the input terminal, a first terminal connected to the reference potential, and a second terminal connected to the output terminal;
A first filter circuit having a first capacitor with one end connected to a reference potential and a node between one end of the control terminal and the input terminal;
A first resistor having one end connected to the node; and a second capacitor having one end connected to the other end of the first resistor and the other end connected to a reference potential; and between the node and the reference potential A second filter circuit connected in parallel with the first filter circuit;
A third filter circuit having a second resistor having one end connected to the node and the other end connected to a bias terminal; and a third resistor having one end connected to the node and the other end connected to a reference potential;
An electronic circuit comprising:
高周波数帯域における前記第1フィルタ回路のインピーダンスは、前記高周波数帯域における前記第2フィルタ回路および前記第3フィルタ回路のインピーダンスより低く、
前記高周波数帯域より周波数が低い低周波数帯域における前記第3フィルタ回路のインピーダンスは、前記低周波数帯域における前記第1フィルタ回路および前記第2フィルタ回路のインピーダンスより低く、
前記高周波数帯域より周波数が低く前記低周波数帯域より周波数が高い中間周波数帯域における前記第2フィルタ回路のインピーダンスは、前記中間周波数帯域における前記第1フィルタ回路および前記第3フィルタ回路のインピーダンスより低い請求項1に記載の電子回路。
The impedance of the first filter circuit in the high frequency band is lower than the impedance of the second filter circuit and the third filter circuit in the high frequency band,
The impedance of the third filter circuit in the low frequency band whose frequency is lower than that of the high frequency band is lower than the impedance of the first filter circuit and the second filter circuit in the low frequency band,
The impedance of the second filter circuit in an intermediate frequency band having a frequency lower than that of the high frequency band and higher than that of the low frequency band is lower than impedances of the first filter circuit and the third filter circuit in the intermediate frequency band. Item 2. The electronic circuit according to Item 1.
一端が前記ノードに接続され、他端が前記第1キャパシタの一端と前記第1抵抗の一端とに共通に接続された分布定数線路を具備する請求項1または2に記載の電子回路。   3. The electronic circuit according to claim 1, further comprising: a distributed constant line having one end connected to the node and the other end commonly connected to one end of the first capacitor and one end of the first resistor. 前記トランジスタはFETであり、前記第1端子はソースであり、前記第2端子はドレインであり、前記制御端子はゲートである請求項1から3のいずれか一項に記載の電子回路。   4. The electronic circuit according to claim 1, wherein the transistor is an FET, the first terminal is a source, the second terminal is a drain, and the control terminal is a gate. 5.
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